I motori sono diventati una parte vitale di tutte le industrie, veicoli e case. I motori hanno molti tipi e un motore a due tempi è uno di questi. Il nome del motore a 2 tempi rappresenta che ha due colpi di pistone. Il motore a due tempi completa un ciclo di energia in soli due colpi di pistone per giro dell’albero motore. Il suo funzionamento è l’opposto del motore a 4 tempi, che richiede 4 colpi del pistone per terminare il ciclo di potenza / energia entro due giri dell’albero motore.
Nel precedente articolo, abbiamo discusso il motore a quattro tempi. Pertanto, qui verrà discusso il motore a 2 tempi.

Che cos’è un motore a 2 tempi?

Un motore a 2 tempi è un tipo di motore alternativo che utilizza solo due colpi del pistone per completare un ciclo di potenza. Un motore a due tempi completa un giro dell’albero motore dopo il completamento di due corse del pistone. Il motore a due tempi funziona in modo tale che:

1. I processi di aspirazione e compressione vengono completati nella prima corsa del pistone.
2. I processi di potenza e scarico sono completi nella seconda corsa del pistone.

L’efficienza termica di un motore a due tempi dipende dal design e dal modello del veicolo. Ma in generale, un motore a benzina a 2 tempi converte solo il 20% della potenza chimica (carburante) in potenza meccanica. Solo il 15% di questa energia viene utilizzata per guidare le ruote del veicolo, mentre il restante 5% di energia perde per resistere all’attrito e ad altri.

Un diagramma di un tipico motore a 2 tempi è mostrato sopra. Invece delle valvole di aspirazione e scarico, un motore a due tempi utilizza porte di contropressione.

I motori a due tempi hanno costi bassi, sono altamente efficienti e peso ridotto rispetto ai motori a quattro tempi. Questo tipo di motore IC ha più potenza di uscita di un motore a 4 tempi che completa un ciclo di potenza dopo il completamento di quattro colpi del pistone o due giri dell’albero motore.

I motori a quattro tempi hanno una grande dimensione e un peso elevato rispetto ai motori a due tempi perché i motori a quattro tempi hanno più parti rispetto ai motori a due tempi.

Per questi motivi, questi motori hanno un rapporto potenza-peso più elevato rispetto ai motori a 4 tempi. Ma non sono molto flessibili rispetto al motore a quattro tempi e hanno anche bisogno di una lubrificazione elevata.

Sfondo del motore a due tempi

1. Un ingegnere scozzese Dugald Clerk ha inventato il 1 ° motore a 2 tempi, che aveva camere di compressione. Nel 1881 brevettò il suo modello.
2. Il carter stava spazzando il motore usando l’area sotto il pistone come pompa booster. Questo di solito è dovuto al giorno di Giuseppe nel Regno Unito.
3. Uno scopritore tedesco Karl Benz ha prodotto un motore a gas a due tempi il 31 dicembre 1879, che ha brevettato dalla Germania nel 1880.
4. Il primo pratico motore a due tempi fu progettato dallo Yorkshireman Alfred Angas Scott. Nel 1908, fu iniziato a produrre biciclette a due cilindri raffreddate ad acqua.

In questi motori, i gas di scarico inviano meno calore al sistema di raffreddamento rispetto ai motori a 4 tempi. Ciò significa che è disponibile più energia per far funzionare il pistone e, se possibile, il turbocompressore.

Tipi di Motore a 2 tempi

di Seguito sono due principali tipi di motori a 2 tempi:

1. 2-corsa benzina/motore a benzina
2. 2 tempi del motore Diesel

1) Diesel a Due tempi Motore

Un 2 tempi motore diesel funziona sulla base del ciclo diesel. Hugo Guldner inventò il motore diesel a 2 tempi nel 1899. Il motore a benzina a due tempi è semplice nel design rispetto a un motore diesel a 2 tempi ma complesso in un processo aerodinamico e termodinamico.

Questo tipo di motore a combustione interna viene utilizzato come principale fonte di energia non solo nelle automobili ma anche nelle applicazioni con motori fuoristrada. Questi motori utilizzano più comunemente in applicazioni ad alte prestazioni come centrali idroelettriche e navi.

Un motore diesel a due tempi viene spurgato con aria fresca piuttosto che con una miscela aria-carburante. Il carburante viene iniettato solo dopo che tutte le porte sono state chiuse per evitare perdite. Questi sono più efficienti e meno emissioni di gas di scarico rispetto a un motore diesel a 4 tempi.

2) Benzina a due tempi o motore a benzina

Le priorità del motore a benzina a 2 tempi quando richiede leggerezza e semplicità. Utilizza anche dove richiede un elevato rapporto potenza-peso.

I dispositivi/motori diesel a 2 tempi commercialmente non sono disponibili perché non forniscono il rapporto di compressione richiesto.

Per saperne di più: Diversi tipi di motori

Principio di funzionamento del motore a due tempi

Un motore a due tempi completa un ciclo di potenza in soli due colpi del pistone. Un motore a 2 tempi funziona nel modo seguente:

• 1a corsa (le corse di aspirazione e compressione)
• 2a corsa (la potenza e le corse di scarico)

1) Corsa di aspirazione e compressione

• In un motore a 2 tempi, le corse di aspirazione e compressione avvengono simultaneamente.
• Durante questa corsa, il pistone si sposta verso l’alto dal punto morto inferiore (BDC) al punto morto superiore (PMS).
• Durante questo movimento ascendente del pistone, un vuoto inizia a produrre all’interno del cilindro di compressione (camera di combustione) del motore. A causa della creazione di questo vuoto, la miscela aria-carburante entra nel cilindro tramite una porta di ingresso.
• Dopo il processo di aspirazione, il pistone continua il suo movimento verso l’alto e comprime la miscela aria-carburante.
• Alla fine della corsa di compressione, la miscela compressa viene accesa a causa della scintilla fornita da una candela. Quando la miscela si accende, inizia il pistone della corsa di potenza.

2) Potenza e corsa di scarico

• Come le corse di aspirazione e compressione, anche le corse di potenza e di scarico avvengono contemporaneamente.
• A causa del processo di combustione, la temperatura, il calore interno e la pressione della miscela aria-carburante diventano molto alti. I gas ad alta pressione prodotti durante il processo di combustione esercitano una forza molto elevata sul pistone a causa di quel pistone si muove verso il basso (da PMS a BCD).
• Il movimento verso il basso del pistone ruota l’albero motore, che ruota ulteriormente il volano del veicolo.
• Quando la potenza è completata, il pistone si sposta ulteriormente verso il basso e apre la valvola di scarico.
• Quando la valvola di scarico si apre, il pistone spinge i gas di scarico fuori dalla camera di combustione.
• Quando il pistone raggiunge il BDC, il pistone espelle completamente i gas di scarico e riempie la camera di combustione con la miscela aria-carburante fresca, e l’intero ciclo di lavoro si ripete. Al BDC, una corsa di potenza del motore a due tempi è completata e ora il pistone è pronto per il prossimo ciclo di alimentazione.

Per saperne di più: Funzionamento del motore a quattro tempi

Diagramma PV del ciclo a 2 tempi

Diagramma PV di un ciclo motore a 2 tempi è riportato di seguito. In un motore a due tempi, un ciclo di lavoro si completa in soli due colpi del pistone.

In questo ciclo, i processi di aspirazione e compressione avvengono simultaneamente nella 1a corsa del pistone, mentre i processi di alimentazione e scarico avvengono simultaneamente nella seconda corsa del pistone. Di seguito viene fornita una spiegazione per le fasi del ciclo a 2 tempi:

1. Ciclo ideale (linea verde): La linea verde nel diagramma sopra indicato rappresenta la corsa di aspirazione, mentre un motore a 2 tempi non ha questa corsa. Questo perché quando viene avviato il motore a 4 tempi, il pistone viene tirato verso l’alto e il pistone deve essere tirato verso il basso per aspirare la miscela aria-carburante. Tuttavia, come mostrato (linea1 a 2), il motore a due tempi può continuare a aspirare immediatamente la miscela aria-carburante.
2. Compressione adiabatica (da 1 a 2):In questa fase, la porta di aspirazione si apre e il pistone si sposta verso il basso. Durante il movimento verso il basso del pistone, comprime la miscela aria-carburante. A causa di questo processo di compressione, la temperatura e la pressione della miscela aumentano, ma non ci sarà alcun cambiamento di calore. Pertanto, questo processo è noto come processo adiabatico (nessun cambiamento di calore). Poiché il ciclo di compressione sta per terminare (al punto 2), una candela fornisce una scintilla alla miscela compressa e la accende.
3. Processo isocorico (da 2 a 3): In questa fase, quando la miscela compressa raggiunge il punto 2 (come mostrato nel diagramma sopra), la miscela aria-carburante compressa si accende a causa del fatto che la sua temperatura, energia termica e pressione diventano molto alte. Ma durante questo processo, il volume della miscela rimane costante. Pertanto, questo processo è noto come processo isocorico (stesso volume). Il processo di combustione completa al punto 3 e a questo punto elevata quantità di energia termica e depositi di pressione nella miscela, che utilizzano nella corsa di potenza.
4. Corsa di potenza (linea da 3 a 4): In questo processo, il calore e la pressione immagazzinati (dovuti alla combustione) nella miscela aria-carburante utilizzano per spingere il pistone verso il basso, che sposta ulteriormente l’albero motore. Questo albero motore sposta ulteriormente il volano e sposta il veicolo. Pertanto, questo colpo è noto come un colpo di potenza. Durante questo processo, il volume del cilindro di compressione aumenta.
5. Corsa di scarico (linea 4 a 1): Durante questo processo, il movimento verso il basso del pistone utilizza per rimuovere il calore inutile dal cilindro. Quando il calore inutile lascia il cilindro, l’energia cinetica delle molecole perde a causa di quella diminuzione della pressione. Ma in un motore a due tempi, non c’è fase di scarico, e il processo ricomincia, e viene inserita una nuova miscela aria-carburante e l’intero processo si ripete.

Leggi anche: Funzionamento del ciclo Otto

Parti del motore a 2 tempi

Un motore a due tempi ha i seguenti componenti principali:

1. Cilindro
2. testa del Cilindro
3. Pistone
4. anelli del Pistone
5. biella
6. Carter
7. Albero
8. Valvole
9. candele (Per motore a Benzina)
10. Iniettore di Carburante (Per il motore Diesel)

1) Cilindro

Il cilindro di un motore a 2 tempi è costruito in ghisa. Questo cilindro è anche conosciuto come camera di combustione. Questo è un posto dove il pistone ricambia. A causa del ricambio del pistone, la miscela aria-carburante si comprime nel cilindro. Ha porte di ingresso e di uscita.

Per saperne di più: Diversi tipi di motori

2) Testata

Articolo principale: Testata

Questo componente del motore si trova nella parte superiore del cilindro di un motore. Nel caso del motore a benzina, la testata del cilindro contiene una candela. Ha un iniettore di carburante nel caso di un motore diesel a due tempi.

3) Pistone

È la parte principale del cilindro che ha movimento alternativo all’interno della camera di combustione. È costruito con una lega di alluminio.

4) Fasce elastiche

Ogni pistone del motore ha principalmente 2 o 3 anelli. Questo anello del pistone ferma il gas altamente pressurato dalla fuoriuscita dal cilindro. Questo è anche utile per mantenere pulite le pareti del cilindro.

5) Biella

Articolo principale: Biella

È realizzata in lega di alluminio o acciaio e assorbe forze leggere e forti. Questa parte del motore collega l’albero motore e il pistone. Un’estremità di un albero motore è attaccata al pistone e l’altra estremità all’albero motore. Invia il movimento del pistone verso l’albero motore.

6) Carter

È la parte più significativa del motore a due tempi. Include manovelle, alberi motore, lubrificanti e altri potenti componenti del motore. I carter motore sono realizzati in ghisa o in fusione di sabbia utilizzata in alluminio fuso.

Per saperne di più: Lavorazione del carter

7) Albero motore

Articolo principale: Albero motore

Ghisa o acciaio forgiato viene utilizzato per costruire l’albero motore del motore a 2 tempi. I motori diesel hanno alberi motore in acciaio per alleviare lo stress. Questo albero cambia il movimento verticale del pistone alternativo in un movimento rotatorio.

8) Porte

Il motore utilizza porte per scopi di aspirazione e scarico del carburante. Queste porte sono note come porte di ingresso e di uscita.

Il motore a due tempi ha le seguenti tre porte:

• Porta di scarico
• Porta di trasferimento
• Porta di aspirazione

9) Candela

Le candele vengono utilizzate solo sui motori a benzina. L’obiettivo di questo componente del motore all’interno del cilindro è quello di accendere la miscela aria-carburante. Fornisce una scintilla al carburante compresso.

10) Iniettore di carburante

In un motore diesel a due tempi o quattro tempi, il carburante viene spruzzato nel cilindro del motore attraverso un iniettore noto come iniettore di carburante. È installato sulla testata del cilindro.

Applicazioni del motore a due tempi

• Questi tipi di motori IC sono più comunemente utilizzati per motocicli fuoristrada, corse, tosaerba, biciclette, navi.

• Questi motori utilizzano anche per motori fuoribordo, mangiatori di erbacce, motoseghe e applicazioni.

• Uso del motore a benzina a due tempi in applicazioni di veicoli di piccole dimensioni come motocicli, ciclomotori e SUV.
• Sono utilizzati per la propulsione di navi.
• Questi motori utilizzano per piccoli motoscafi fuoribordo, pompaggio, e gruppi elettrogeni.
• I motori a 2 tempi non sono perfetti per applicazioni pesanti.

Vantaggi e svantaggi dei motori a 2 tempi

Il motore a due tempi presenta i seguenti vantaggi e svantaggi:

Vantaggi del motore a 2 tempi

• Ha un basso costo rispetto ai motori a quattro tempi.
• Un motore a due tempi ha un’elevata potenza rispetto a un motore a 4 tempi.
• Sono facili da mantenere.
• Un motore a 2 tempi produce una coppia costante all’albero motore del motore.
• Ha un design semplice rispetto a un motore a 4 tempi.
• Questi motori a combustione interna sono facili da avviare.

Svantaggi del motore a 2 tempi

• Richiede un raffreddamento elevato rispetto a un motore a 4 tempi.
• Ha una bassa efficienza rispetto al motore a 4 tempi.
• Questi motori hanno una bassa efficienza volumetrica.
• Questi motori producono più inquinamento dei motori a 4 tempi.
• Hanno un funzionamento più rumoroso di un motore a 4 tempi.

Sezione FAQ

Esiste un motore a 2 tempi?

Un motore a 2 tempi ha bisogno di olio?

Perché il motore a 2 tempi è così veloce?

Quanti stokes ci sono in un motore a due tempi?

I motori a 2 tempi sono più potenti?

Cosa succede se non metti l’olio in un colpo 2?

È un 2 tempi o 4 tempi più veloce?

Conclusione

I motori a due tempi hanno alcuni vantaggi, principalmente per il trail, dove il loro peso leggero è un grande vantaggio. Hanno aspetti negativi rispetto ai motori a 4 tempi come un grande successo, una banda di potenza stretta, un chilometraggio del gas scarso e la necessità di teardown abbastanza frequenti (che per fortuna non è difficile). Il motore a 2 tempi, che utilizza nella motoseghe, prato strumenti di controllo remoto auto, bici della sporcizia, e la barca, motori, ecc…

1. Diversi tipi di Motori
2. funzionamento del Motore a 4 tempi
3. Differenza tra 2 tempi e 4 tempi
4. Tipi di Motori Alternativi